一种陶瓷电容失效的分析方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种陶瓷电容失效的分析方法，属于电子设备中陶瓷电容领域，以能够准确分析出陶瓷电容的内部缺陷，提高分析成功率。所述陶瓷电容失效的分析方法，包括：对待分析的陶瓷电容进行阻值测试，将测得的阻值记为初始阻值，并根据所述初始阻值判断所述待分析的陶瓷电容的失效状态；将所述待分析的陶瓷电容制成金相切片样品，研磨，在研磨过程中对阻值进行实时测试，并将测得的阻值记为测试值；当所述测试值的变化量超过所述初始阻值的10%时，停止研磨，定位观察所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位；对所述缺陷部位进行综合分析，确定所述待分析的陶瓷电容的失效原因。本发明可用于陶瓷电容失效的分析中。
【专利说明】一种陶瓷电容失效的分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子设备中陶瓷电容领域，尤其涉及一种陶瓷电容失效的分析方法。【背景技术】
[0002]陶瓷电容(ceramic capacitor)是使用陶瓷作为电介质,通过在陶瓷基体两面喷涂银层，然后经低温烧成银质薄膜作为极板即可制成。陶瓷电容是电子产品中大量使用的主要元件之一,具有容量大、体积小、电容量稳定、耐高温耐蚀性好和适合表面安装等优点，被广泛应用于电子整机中的振荡、高频滤波、电源退耦和旁路电路中。
[0003]由于在陶瓷电容的实际生产和使用中经常会出现陶瓷电容的失效问题，从而影响产品的整机性能，因此，对失效产品进行失效分析具有非常积极的现实意义。现有的陶瓷电容的失效分析方法是将失效陶瓷电容制成金相切片样品，采用机械研磨的方法研磨至陶瓷电容的内部，并在金相显微镜或扫描电子显微镜下观察切片形貌。如果未发现异常，就重复进行研磨以供观察，通常在研磨出3个截面后停止。
[0004]但在实际分析中，发明人发现，这种分析方法对于分析陶瓷电容严重机械损伤、热应力损伤较为有效，且分析过程简单，但对于分析陶瓷电容因内部微裂纹缺陷而导致短路的情况则不具有指导意义。所以，亟需提供一种对陶瓷电容内部的短路部位进行判断、定位、分析的方法。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种陶瓷电容失效的分析方法，以能够准确分析出陶瓷电容的内部缺陷，提高分析成功率。
[0006]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0007]一种陶瓷电容失效的分析方法，包括:
[0008]对待分析的陶瓷电容进行阻值测试，将测得的阻值记为初始阻值，并根据所述初始阻值判断所述待分析的陶瓷电容的失效状态；
[0009]将所述待分析的陶瓷电容制成金相切片样品，研磨，在研磨过程中对阻值进行实时测试，并将测得的阻值记为测试值；
[0010]当所述测试值的变化量超过所述初始阻值的10%时，停止研磨，定位观察所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位；
[0011]对所述缺陷部位进行综合分析，确定所述待分析的陶瓷电容的失效原因。
[0012]可选的，所述将所述待分析的陶瓷电容制成金相切片样品包括:
[0013]对所述待分析的陶瓷电容的外部进行浇注后再制成金相切片样品。
[0014]进一步的，所述浇注是通过环氧树脂进行浇注。
[0015]可选的，所述研磨为机械研磨。
[0016]进一步的,所述研磨包括:
[0017]先用300-800目金刚砂纸研磨至所述待分析的陶瓷电容的内部电极，再用800目或以上的金刚砂纸进行细磨。
[0018]可选的，所述在研磨过程中对阻值进行实时测试为:
[0019]在用800目或以上的金刚砂纸对所述待分析的陶瓷电容的内部电极进行细磨时对阻值进行实时测试。
[0020]进一步的，所述实时测试为使用万用表对所述待分析的陶瓷电容的内部电极进行测试。
[0021]可选的，所述定位观察所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位包括:
[0022]先利用光诱导电阻变化分析技术对所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位进行定位，然后将定位的缺陷部位置于金相显微镜下进行观察。
[0023]进一步的，所述置于金相显微镜下进行观察是在所述金相显微镜的暗场下进行观察。
[0024]可选的，所述分析方法在所述对待分析的陶瓷电容进行阻值测试，将测得的阻值记为初始阻值之前还包括:
[0025]对所述待分析的陶瓷电容进行外观镜检，确认所述待分析的陶瓷电容的表面形貌。
[0026]可选的，所述失效状态包括短路和漏电。
[0027]本发明实施例提供了一种陶瓷电容失效的分析方法，与现有的分析方法相比不同的是，本发明实施例提供的方法在对待分析的陶瓷电容进行分析时不但对待分析的陶瓷电容进行了有效地保护，还通过对其进行实时的阻值测试，使其内部的缺陷部位在被定位分析前较好地避免了外界不必要的应力干扰，从而能够准确的分析出陶瓷电容的内部缺陷，提高分析成功率。该方法简单、易操作，具有较强的适用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明实施例提供的陶瓷电容失效的分析方法的流程图；
[0029]图2为本发明实施例提供的利用光诱导电阻变化分析技术定位得到的缺陷部位示意图；
[0030]图3为图2中缺陷部位的局部放大示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]下面结合附图对本发明实施例提供的一种陶瓷电容失效的分析方法进行详细描述。
[0033]图1为本发明实施例提供的陶瓷电容失效的分析方法的流程图。本发明实施例提供了一种陶瓷电容失效的分析方法，包括:
[0034]( I)对待分析的陶瓷电容进行阻值测试，将测得的阻值记为初始阻值，并根据所述初始阻值判断所述待分析的陶瓷电容的失效状态。[0035]在本步骤中，需先对待分析的陶瓷电容进行初始阻值测试，从而根据测得的初始阻值判断所述待分析的陶瓷电容的失效状态。其中，失效状态主要包括两种，可选的，所述失效状态包括短路和漏电。对所述待分析的陶瓷电容进行初始阻值测试时可选择用万用表对其进行测试，将万用表置于其两端电极之间即可进行测试。
[0036]优选的，在本步骤之前还可包括:对所述待分析的陶瓷电容进行外观镜检，确认所述待分析的陶瓷电容的表面形貌。这样可以先通过外观镜检排除在陶瓷电容的外部由于严重机械损伤而导致的失效，起到预排除的作用。
[0037](2)将所述待分析的陶瓷电容制成金相切片样品，研磨，在研磨过程中对阻值进行实时测试，并将测得的阻值记为测试值。
[0038]在本步骤中，在将所述待分析的陶瓷电容制成金相切片样品时，可选的，是通过在所述待分析的陶瓷电容的外部进行浇注的方法制成金相切片样品。这样做一方面是考虑到所述待分析的陶瓷电容的电容较小，若不对其进行浇注处理，则无法对其进行研磨从而制备得到金相切片，另一方面是考虑到将所述待分析的陶瓷电容固化在浇注的模具中再进行研磨时，就可以较好地避免在研磨过程中由于外界产生的横向机械应力造成的进一步的裂纹缺陷，进而避免对缺陷部位的误判。
[0039]其中，对所述待分析的陶瓷电容进行浇注时选用的浇注材料通常选用绝缘性能优良且固化收缩率小的树脂类材料，以避免在产品内部产生较大的应力，损坏封在里面的元件。可选的，所述浇注是通过环氧树脂进行浇注。
[0040]在制备得到金相切片样品后，需对其进行研磨，进一步寻找可能的缺陷部位。可选的，所述研磨为机械研磨。在本在步骤中，所述研磨可包括:先用300-800目金刚砂纸研磨至所述待分析的陶瓷电容的内部电极，再用800目或以上的金刚砂纸进行细磨。需要说明的是，对金相切片样品进行研磨是为了找到其内部电极的可能的缺陷部位，所以在尚未研磨至其内部电极时可选用较大目的金刚砂纸进行研磨，而在极接近内部电极或电极时则可选用较小目的金刚砂纸进行细磨，以避免可能的缺陷部位由于研磨程度较大而被破坏。
[0041]进一步的，在细磨过程中需对阻值进行实时测试，即在用800目或以上的金刚砂纸对所述待分析的陶瓷电容进行研磨时对内部电极进行测试，以便准确的找到电极内部的缺陷部位。其中，可选的，实时测试为使用万用表对所述待分析的陶瓷电容的内部电极进行测试。同样的，使用万用表对其进行测试也是将万用表置于两端电极的中间进行测试。测试的间隔时间定为8-12秒，优选的为10秒，在这个间隔时间范围内测试是为了能够更精准的对其进行测试，以避免由于间隔的研磨时间过长而对可能的缺陷部位造成不必要的破坏。
[0042](3)当所述测试值的变化量超过所述初始阻值的10%时，停止研磨，定位观察所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位。
[0043]在本步骤中，以阻止的变化量作为参考，当所述测试值的变化量超过所述初始阻值的10%时，即可认为到达缺陷部位的所在位置。在初步确定缺陷部位后，需对其进行进一步的确定。可选的，可利用光诱导电阻变化(OBIRCH)分析技术对所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位进行定位。需要说明的是，本领域技术人员还可使用其它的分析方法来进一步确定缺陷部位，本发明实施例列举的方法并不唯一。但在本实施例中选用光诱导电阻变化分析技术，是因为该方法在通过激光束在恒定电压下的待测物表面进行扫描后，如若电阻通道上存在裂纹、空洞等缺陷时，可在缺陷处造成温度升高，进一步引起电阻通道的电阻以及电流变化，从而可以精确的定位缺陷位置。
[0044]在对缺陷部位进行精准定位后，便可将其置于金相显微镜下进行观察。观察时，在金相显微镜的亮场和暗场下均可观察。但在本实施例中，选择在所述金相显微镜的暗场下进行观察。这是因为金相显微镜暗场利用的光学上的丁达尔效应，由于通过聚光系统的光源中央光束不能由上而下地通过物镜照射在待测物上，而是改变路径后倾斜地照在待测物上，所述暗场可以观察到普通明场看不见的纹路，这对于分析电极的内部缺陷是最为适用的。
[0045](4)对所述缺陷部位进行综合分析，确定所述待分析的陶瓷电容的失效原因。
[0046]在本步骤中，整合前面所有得到到的信息，确认所述待分析的陶瓷电容是由于电容内部存在微裂纹而导致的失效，从而判断是由陶瓷电容厂家的工艺不良而导致。
[0047]本发明实施例提供了一种陶瓷电容失效的分析方法，与现有的分析方法相比不同的是，本发明实施例提供的方法在对待分析的陶瓷电容进行分析时不但对待分析的陶瓷电容进行了有效地保护，还通过对其进行实时的阻值测试，使其内部的缺陷部位在被定位分析前较好地避免了外界不必要的应力干扰，从而能够准确的分析出陶瓷电容的内部缺陷，提高分析成功率。该方法简单、易操作，具有较强的适用性。
[0048]实施例1
[0049]首先，对待分析的陶瓷电容进行外观镜检，未发现异常；其次，对待分析的陶瓷电容进行阻值测试，确认陶瓷电容为短路失效；然后将待分析的电容用环氧树脂浇注，制成金相切片样品。先用400目金刚砂纸进行粗磨，研磨至陶瓷电容内电极区域，再用1200目金刚砂纸进行细磨，每研磨8秒对待分析的电容切片样品的端电极A、B之间的阻值进行测试；当发现阻值由短路变大到500欧姆或以上时停止研磨，进行OBIRCH分析，如图2、图3所示，定位到陶瓷电容的缺陷部位，在金相显微镜暗场下对OBIRCH分析定位到的异常区域进行观察分析，发现陶瓷电容体内存在微裂纹的裂纹形貌；最后综合分析上诉步骤得出的结果，确认陶瓷电容短路失效是由于电容体内存在微裂纹，判断是陶瓷电容厂家生产工艺不良所致。
[0050]实施例2
[0051]首先，对待分析的陶瓷电容进行外观镜检，未发现异常；其次，对待分析的陶瓷电容进行阻值测试，确认陶瓷电容为短路失效；然后将待分析的电容用环氧树脂浇注，制成金相切片样品。先用600目金刚砂纸进行粗磨，研磨至陶瓷电容内电极区域，再用1000目金刚砂纸进行细磨，每研磨10秒对待分析的电容切片样品的端电极A、B之间的阻值进行测试；当发现阻值由短路变大到600欧姆或以上时停止研磨，进行OBIRCH分析，定位到陶瓷电容的缺陷部位，在金相显微镜暗场下对OBIRCH分析定位到的异常区域进行观察分析，发现陶瓷电容体内存在微裂纹的裂纹形貌；最后综合分析上诉步骤得出的结果，确认陶瓷电容短路失效是由于电容体内存在微裂纹，判断是陶瓷电容厂家生产工艺不良所致。
[0052]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围。
【权利要求】
1.一种陶瓷电容失效的分析方法，其特征在于，包括: 对待分析的陶瓷电容进行阻值测试，将测得的阻值记为初始阻值，并根据所述初始阻值判断所述待分析的陶瓷电容的失效状态； 将所述待分析的陶瓷电容制成金相切片样品，研磨，在研磨过程中对阻值进行实时测试，并将测得的阻值记为测试值； 当所述测试值的变化量超过所述初始阻值的10%时，停止研磨，定位观察所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位； 对所述缺陷部位进行综合分析，确定所述待分析的陶瓷电容的失效原因。
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述将所述待分析的陶瓷电容制成金相切片样品包括: 对所述待分析的陶瓷电容的外部进行浇注后再制成金相切片样品。
3.根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述浇注是通过环氧树脂进行浇注。
4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述研磨为机械研磨。
5.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，所述研磨包括: 先用300-800目金刚砂纸研磨至所述待分析的陶瓷电容的内部电极，再用800目或以上的金刚砂纸进行细磨。
6.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述在研磨过程中对阻值进行实时测试为: 在用800目或以上的金刚砂纸对所述待分析的陶瓷电容的内部电极进行细磨时对阻值进行实时测试。
7.根据权利要求6所述的分析方法，其特征在于，所述实时测试为使用万用表对所述待分析的陶瓷电容的内部电极进行测试。
8.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述定位观察所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位包括: 先利用光诱导电阻变化分析技术对所述待分析的陶瓷电容的缺陷部位进行定位，然后将定位的缺陷部位置于金相显微镜下进行观察。
9.根据权利要求8所述的分析方法，其特征在于，所述置于金相显微镜下进行观察是在所述金相显微镜的暗场下进行观察。
10.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述分析方法在所述对待分析的陶瓷电容进行阻值测试，将测得的阻值记为初始阻值之前还包括: 对所述待分析的陶瓷电容进行外观镜检，确认所述待分析的陶瓷电容的表面形貌。
11.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述失效状态包括短路和漏电。
【文档编号】G01R31/02GK103884952SQ201410053562
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】杜海涛 申请人:深圳市易瑞来科技开发有限公司